湿法提钒的出产过程是从钒渣开端的。依据现在国际钒资源的情况,钒渣首要有三个来历。
一、钒钛磁铁矿
钒钛磁铁矿是现在的首要钒资源。以南非的马坡奇(Mapoch)矿为例,矿石含1.51%~1.70%的五氧化二钒。
(一)电炉摇包法
首先在反转窑内1000℃下用煤预复原;然后在电弧炉内进一步复原得含钒生铁(V2O51.4%,TiO230%),最终在摇包顶用氧吹炼,使钒进入渣中。钒渣中的钒是以FeO·V2O3存在,非水溶性(约含V2O525%)。国际上约一半的钒用此法出产(南非),另有约1/4则产自俄罗斯(钒渣含V2O5约12%~18%)。
(二)雾化提钒法
此法是将高炉炼出的含钒生铁在雾化炉(见图1)顶用压缩空气将铁水雾化成细微的液滴,使铁水中的钒充分被氧化,而碳则只要少数被氧化,称为脱钒保碳。吹钒后的生铁称为半钢,进入转炉进一步吹炼为碳钢,得到的钒渣是含钒可高达20%的V2O5(但铁含量较高,不光影响质量,也使本钱进步)。1979年我国攀钢从铁水到钒渣,钒的收回率达76.55%,但没有到达现在国际的最高水平(前苏联下塔吉克为82.4%,南非为91.6%)。1979年雾化钒渣发的成分如表1所示。
表1 1979年攀钢雾化钒渣成分 (%)
样 号
V2O5
TiO2
SiO2
CaO
P
TFe
S
1
18.59
9.57
14.75
0.28
0.114
36.75
0.11
2
19.18
12.2
13.63
0.27
0.042
36.81
0.088
图1 改建后的攀钢2号雾化炉
1-铁水罐;2-中间罐;3-雾化器;4-烟道
5-雾化室;6-副烟道;7-出钢槽
8-半钢罐;9-烟罩
(三)转炉提钒法
为了处理雾化提钒铁损高,收回率低的问题,攀钢在1995年改用转炉提钒替代雾化提钒。头两年已初见成效,但还不行抱负。经进一步优化、完善,1998年获得突破性发展,技能目标全面进步,2000年成果更趋于稳定。
从雾化提钒到转炉提钒,中心方针都是“脱钒保碳”。为了在霸占这一难点的一起获得优秀的作用,增加了多项技能措施,其间包含:铁水撇渣、留渣操作、SiO2调渣、专用氧、“铁块+复合球+铁矿石”作提钒冷却剂、挡渣出半钢、优化提钒的温度和冷却准则以及用镁炭归纳砌炉等。到2000年攀钢转炉提钒的技能目标与雾化提钒比较有了显着的进步,并挨近国际先进水平。详细目标如表2所示。
表2 我国转炉提钒技能目标与国际先进水平比较
目标
转炉提钒
雾化提钒(1989年)
俄罗斯下塔吉克转炉提钒
南非摇包提钒
公称容量/t
120
160
50~60
半钢[C] /%
2.82~4.19
3.5~3.8
3.0~3.26
半钢[V] /%
0.01~0.098
0.03~0.05
0.02~0.04
0.07
罐样[V2O5] /%
14.8~21.8
17~22
15~22
23~25
罐样[T-Fe] /%
20.2~29.3
38~43
26~32
29
钒氧化率/%
90.4
>90
≥90
>93
钒收回率/%
82
73
82~84
82
半钢收率/%
93.9
93.9
92~94
93
年钒渣产值/kt
140
75
100~120
110~130
炉龄/h
5500
2000
从表2数据能够看出,现在攀钢转炉提钒的首要技能目标:半钢含钒、钒氧化率、钒收回率以及半钢收率等均已到达国际先进水平,而炉龄则较俄罗斯下塔吉克延伸一倍。
从往后发打开看,熔剂中加碳酸钠以及选用顶、底复合吹炼技能,将会使攀钢转炉提钒的水一步进步。
(四)含钒钢渣法
此法是将含钒铁水在转炉中炼钢时,钒作为杂质转入渣中,得到的是高钙钒渣。渣中的氧化钙高达45%~60%。现在研讨成功的办法之一是加碱进行焙烧,然后水浸提钒,再水解沉钒。焙烧的条件为:
钢渣粒度
纯碱/钢渣
焙烧温度
窑内停留时间
钒转浸率
60%~120目
18/100
1100℃
2h
80%
(五)钠化钒渣法
是将纯碱直接参加高炉铁水中进行吹炼,使钒进入渣相,一起亦有利于脱除铁水中的硫、磷、硅。钠化吹钒后的半钢含硫、磷很低,可进一步作无渣或少渣炼钢而得优质钢。生成的钠化钒渣可进行一步水浸、碳酸化浸取、收回NaHCO3及V2O5。铁水钠化试验装置的脱钒率可达80%~90%,脱磷率大于75%,脱硫率大于70%,钠化渣中钒的转浸率95%~99%。
二、钒、铅、锌矿
产于的钒、铅、锌矿,先经浮选,得到钒、铅、锌矿精矿。因为所含钒、铅、锌矿藏对错水溶的,需选用酸浸。另一种办法是在处理钒、铅、锌矿时参加纯碱的一起,加碳复原,使锌蒸腾,铅则熔化为铅水,而钒则转入渣相,成为水溶性钒。
三、由炼油残渣及锅炉烟灰中提取钒
石油中的钒尽管含量低,但其总量很大,已构成钒的重要来历之一。有代表性的为委内瑞拉及俄罗斯的石油,其燃油锅炉的烟灰及炼油厂的残渣,作为副产品,含钒可高达40%V2O5。委内瑞拉的奥论诺克(Orinoco)产出的沥青质油,现在选用加用水雾化的办法焚烧发电,产出的烟灰所含的钒已到达钒钛磁铁矿所产钒渣中含钒的水平。
四、其他来历
钒的其他来历有含钒铀矿、铝钒图中的钒、含钒页岩以及从催化剂中收回的钒。在钒的出产中除含钒铀矿外,其他均不占重要方位。
一、钒钛磁铁矿
钒钛磁铁矿是现在的首要钒资源。以南非的马坡奇(Mapoch)矿为例,矿石含1.51%~1.70%的五氧化二钒。
(一)电炉摇包法
首先在反转窑内1000℃下用煤预复原;然后在电弧炉内进一步复原得含钒生铁(V2O51.4%,TiO230%),最终在摇包顶用氧吹炼,使钒进入渣中。钒渣中的钒是以FeO·V2O3存在,非水溶性(约含V2O525%)。国际上约一半的钒用此法出产(南非),另有约1/4则产自俄罗斯(钒渣含V2O5约12%~18%)。
(二)雾化提钒法
此法是将高炉炼出的含钒生铁在雾化炉(见图1)顶用压缩空气将铁水雾化成细微的液滴,使铁水中的钒充分被氧化,而碳则只要少数被氧化,称为脱钒保碳。吹钒后的生铁称为半钢,进入转炉进一步吹炼为碳钢,得到的钒渣是含钒可高达20%的V2O5(但铁含量较高,不光影响质量,也使本钱进步)。1979年我国攀钢从铁水到钒渣,钒的收回率达76.55%,但没有到达现在国际的最高水平(前苏联下塔吉克为82.4%,南非为91.6%)。1979年雾化钒渣发的成分如表1所示。
表1 1979年攀钢雾化钒渣成分 (%)
样 号
V2O5
TiO2
SiO2
CaO
P
TFe
S
1
18.59
9.57
14.75
0.28
0.114
36.75
0.11
2
19.18
12.2
13.63
0.27
0.042
36.81
0.088
图1 改建后的攀钢2号雾化炉
1-铁水罐;2-中间罐;3-雾化器;4-烟道
5-雾化室;6-副烟道;7-出钢槽
8-半钢罐;9-烟罩
(三)转炉提钒法
为了处理雾化提钒铁损高,收回率低的问题,攀钢在1995年改用转炉提钒替代雾化提钒。头两年已初见成效,但还不行抱负。经进一步优化、完善,1998年获得突破性发展,技能目标全面进步,2000年成果更趋于稳定。
从雾化提钒到转炉提钒,中心方针都是“脱钒保碳”。为了在霸占这一难点的一起获得优秀的作用,增加了多项技能措施,其间包含:铁水撇渣、留渣操作、SiO2调渣、专用氧、“铁块+复合球+铁矿石”作提钒冷却剂、挡渣出半钢、优化提钒的温度和冷却准则以及用镁炭归纳砌炉等。到2000年攀钢转炉提钒的技能目标与雾化提钒比较有了显着的进步,并挨近国际先进水平。详细目标如表2所示。
表2 我国转炉提钒技能目标与国际先进水平比较
目标
转炉提钒
雾化提钒(1989年)
俄罗斯下塔吉克转炉提钒
南非摇包提钒
公称容量/t
120
160
50~60
半钢[C] /%
2.82~4.19
3.5~3.8
3.0~3.26
半钢[V] /%
0.01~0.098
0.03~0.05
0.02~0.04
0.07
罐样[V2O5] /%
14.8~21.8
17~22
15~22
23~25
罐样[T-Fe] /%
20.2~29.3
38~43
26~32
29
钒氧化率/%
90.4
>90
≥90
>93
钒收回率/%
82
73
82~84
82
半钢收率/%
93.9
93.9
92~94
93
年钒渣产值/kt
140
75
100~120
110~130
炉龄/h
5500
2000
从表2数据能够看出,现在攀钢转炉提钒的首要技能目标:半钢含钒、钒氧化率、钒收回率以及半钢收率等均已到达国际先进水平,而炉龄则较俄罗斯下塔吉克延伸一倍。
从往后发打开看,熔剂中加碳酸钠以及选用顶、底复合吹炼技能,将会使攀钢转炉提钒的水一步进步。
(四)含钒钢渣法
此法是将含钒铁水在转炉中炼钢时,钒作为杂质转入渣中,得到的是高钙钒渣。渣中的氧化钙高达45%~60%。现在研讨成功的办法之一是加碱进行焙烧,然后水浸提钒,再水解沉钒。焙烧的条件为:
钢渣粒度
纯碱/钢渣
焙烧温度
窑内停留时间
钒转浸率
60%~120目
18/100
1100℃
2h
80%
(五)钠化钒渣法
是将纯碱直接参加高炉铁水中进行吹炼,使钒进入渣相,一起亦有利于脱除铁水中的硫、磷、硅。钠化吹钒后的半钢含硫、磷很低,可进一步作无渣或少渣炼钢而得优质钢。生成的钠化钒渣可进行一步水浸、碳酸化浸取、收回NaHCO3及V2O5。铁水钠化试验装置的脱钒率可达80%~90%,脱磷率大于75%,脱硫率大于70%,钠化渣中钒的转浸率95%~99%。
二、钒、铅、锌矿
产于的钒、铅、锌矿,先经浮选,得到钒、铅、锌矿精矿。因为所含钒、铅、锌矿藏对错水溶的,需选用酸浸。另一种办法是在处理钒、铅、锌矿时参加纯碱的一起,加碳复原,使锌蒸腾,铅则熔化为铅水,而钒则转入渣相,成为水溶性钒。
三、由炼油残渣及锅炉烟灰中提取钒
石油中的钒尽管含量低,但其总量很大,已构成钒的重要来历之一。有代表性的为委内瑞拉及俄罗斯的石油,其燃油锅炉的烟灰及炼油厂的残渣,作为副产品,含钒可高达40%V2O5。委内瑞拉的奥论诺克(Orinoco)产出的沥青质油,现在选用加用水雾化的办法焚烧发电,产出的烟灰所含的钒已到达钒钛磁铁矿所产钒渣中含钒的水平。
四、其他来历
钒的其他来历有含钒铀矿、铝钒图中的钒、含钒页岩以及从催化剂中收回的钒。在钒的出产中除含钒铀矿外,其他均不占重要方位。